//给你一个链表数组，每个链表都已经按升序排列。 
//
// 请你将所有链表合并到一个升序链表中，返回合并后的链表。 
//
// 
//
// 示例 1： 
//
// 输入：lists = [[1,4,5],[1,3,4],[2,6]]
//输出：[1,1,2,3,4,4,5,6]
//解释：链表数组如下：
//[
//  1->4->5,
//  1->3->4,
//  2->6
//]
//将它们合并到一个有序链表中得到。
//1->1->2->3->4->4->5->6
// 
//
// 示例 2： 
//
// 输入：lists = []
//输出：[]
// 
//
// 示例 3： 
//
// 输入：lists = [[]]
//输出：[]
// 
//
// 
//
// 提示： 
//
// 
// k == lists.length 
// 0 <= k <= 10^4 
// 0 <= lists[i].length <= 500 
// -10^4 <= lists[i][j] <= 10^4 
// lists[i] 按 升序 排列 
// lists[i].length 的总和不超过 10^4 
// 
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//leetcode submit region begin(Prohibit modification and deletion)
/**
 * Definition for singly-linked list.
 * public class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode() {}
 *     ListNode(int val) { this.val = val; }
 *     ListNode(int val, ListNode next) { this.val = val; this.next = next; }
 * }
 */
class Solution {
    public ListNode mergeKLists(ListNode[] lists) {
        // 方法一 循环合并 O((k^2)n) O(1)
        // 基于问题“合并两个有序链表”，使用循环来两两合并
//        ListNode result = null;
//        int length = lists.length;
//
//        for (int i = 0; i < length; i++) {
//            result = mergeTwo(result, lists[i]);
//        }
//
//        return result;

        // 分治递归
        return merge(lists, 0, lists.length - 1);
    }

    public ListNode merge(ListNode[] lists, int l, int r) {
        if (l == r) {
            return lists[l];
        }
        if (l > r) {
            return null;
        }
        int mid = (l + r) >> 1;
        return mergeTwo(merge(lists, l, mid), merge(lists, mid + 1, r));
    }

    public ListNode mergeTwo(ListNode l1, ListNode l2) {
        if (l1 == null || l2 == null) {
            return l1 != null ? l1 : l2;
        }

        ListNode preHead = new ListNode(-1);
        ListNode res = preHead;

        while (l1 != null && l2 != null) {
            if (l1.val <= l2.val) {
                res.next = l1;
                l1 = l1.next;
            } else {
                res.next = l2;
                l2 = l2.next;
            }
            res = res.next;
        }
        // 合并后 l1 和 l2 最多只有一个还未被合并完，我们直接将链表末尾指向未合并完的链表即可
        res.next = l1 == null ? l2 : l1;
        return preHead.next;
    }
}
//leetcode submit region end(Prohibit modification and deletion)
